導語(yǔ)

在我國“碳中和，碳達峰”的大背景下，新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，作為新能源產(chǎn)業(yè)的一個(gè)細分領(lǐng)域，氫能被認為是未來(lái)能源變革的重要組成部分。

據國際氫能委員會(huì )發(fā)布的《氫能源未來(lái)發(fā)展趨勢調研報告》顯示，預計到2030年，全球燃料電池乘用車(chē)將達到1000萬(wàn)輛至1500萬(wàn)輛，到2050年，氫能源需求量將是目前的10倍。

然而，氫能源的商業(yè)化利用是否能大面積鋪展開(kāi)來(lái)，這就關(guān)系到氫能源核心技術(shù)的攻關(guān)，這最終將會(huì )落腳于能源成本是否便宜，未來(lái)如何看待氫能源發(fā)展？

氫能源為何能替代化石燃料

氫作為宇宙中含量最多的元素，在地球所有元素儲量中排名第三，大部分氫元素是以水的形式存在于大自然中，因此確保了能源供給的充足性和獲取的便易性；其次，氫氣在與氧氣反應后只產(chǎn)生水，并釋放化學(xué)能，因此整個(gè)反應過(guò)程中并無(wú)其他中間產(chǎn)物，無(wú)浪費、無(wú)污染；最后，根據氫氣的化學(xué)性質(zhì)，可以發(fā)現它的熱值很高，是石油燃燒的3倍，煤炭燃燒的4.5倍，這也意味著(zhù)如果消耗相同質(zhì)量的燃料，氫氣所提供的能量是最大的。

這些氫氣的理化性能決定了氫能源將成為化石燃料的理想替代品。

對于氫能產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，可分為制氫、儲運、加氫站、氫燃料電池應用等多個(gè)環(huán)節，相比于鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，氫能產(chǎn)業(yè)鏈更長(cháng)，復雜程度更高。

就拿制氫環(huán)節來(lái)說(shuō)，一般現有的制氫方式都是通過(guò)電解水，但根據電能產(chǎn)生途徑不同，可分為由可再生能源供電得到的氫氣稱(chēng)之為“綠氫”，由化石能源燃燒供電得到氫氣稱(chēng)之為“灰氫”，因此，“灰氫”制造過(guò)程中不可避免的又有大量的碳排放問(wèn)題，這又和我們發(fā)展氫能源的初衷相背離。其次就是通過(guò)收集含氫工業(yè)尾氣中的工業(yè)副產(chǎn)氫，由于利用效率低，有較高比例的富余，工業(yè)副產(chǎn)氫可能是短期內最為經(jīng)濟的制氫方式。

對于儲氫環(huán)節而言，現有的氫氣儲存手段主要為氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫這三種?，F在只有高壓液態(tài)儲氫已經(jīng)廣泛應用，液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫還處于研究和示范階段。氫的運輸按其形態(tài)可分為氣態(tài)運輸、液態(tài)運輸和固態(tài)運輸，其中氣態(tài)和液態(tài)是目前主流運輸方式，目前氫氣運輸以高壓氣態(tài)運輸短期長(cháng)管拖車(chē)為主，但其加壓與運力仍待提高；液態(tài)氫運輸在國外技術(shù)成熟地區廣泛運用，我國尚未達到民用水平。

而加氫站的技術(shù)路線(xiàn)主要分為站內制氫技術(shù)和外供氫技術(shù)，中國加氫站的氫源絕大部分來(lái)自于外供高壓氫氣。據OFweek統計，當前國內正在運營(yíng)的加氫站中，僅少部分地區加氫站具備站內制氫能力，其余加氫站的氫氣主要來(lái)源于外部供氫。站內制氫技術(shù)為大多數的歐洲加氫站所采用。

由此可見(jiàn)，在整個(gè)氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈中還有很多技術(shù)攻關(guān)待突破，畢竟就連氫燃料電池最重要的支持者之一本田，宣布從8月起終結氫燃料電池車(chē)Clarity Fuel Cell.另一大支持者，也是最為人熟知的“氫陣營(yíng)”成員豐田，預熱了好幾年的2020東京奧運會(huì )展示計劃，在奧運前夜隨著(zhù)放棄贊助而告吹。所以我們不得不懷疑在短期內的氫能源運用問(wèn)題。

制氫成本高企成為首要挑戰

除了對氫能源核心技術(shù)的攻關(guān)問(wèn)題，制運成本也是我國氫能源面臨的首要挑戰。

根據能鏈數據顯示，當前德國的氫價(jià)為9.5歐/kg(74.4元/kg)，而油價(jià)則為1.53美金/升(10.85元/升)；美國氫價(jià)為15美金/kg(106.35元/kg)，油價(jià)為0.77美金/升(5.46元/升)；日本氫價(jià)為70元/kg.當前國內氫氣售價(jià)為60-70元/kg(無(wú)補貼情況下)，公交車(chē)跑100公里，則需要8公斤氫氣，也就是480-560元，對比使用柴油的100公里油耗220元，使用氫氣的成本仍然很高；而普通乘用車(chē)100公里需要1公斤氫氣來(lái)講，與普通汽油車(chē)成本差不多。

其次，運氫成本是中國加氫站成本的重要一環(huán)，也是降低加氫價(jià)格的關(guān)鍵。根據 《International Journal of Hydrogen Energy》對上海加氫站成本的研究，站內制氫的加氫站與外供高壓氫氣的加氫站相比，加氫的成本更低，主要原因是運送到加氫站的“原料”工業(yè)氫卡車(chē)的成本相對較高，這也是發(fā)達國家加氫價(jià)格較低的原因之一。由于中國大部分加氫站沒(méi)有站內制氫的能力，因此充分利用長(cháng)管拖車(chē)的運輸能力變得十分重要。降低運氫成本可以彌補與發(fā)達國家的成本差距，使加氫的價(jià)格降低。

由此可見(jiàn)，制運成本也是氫能源發(fā)展過(guò)程中的瓶頸，短期內氫能源作為燃油車(chē)、混動(dòng)車(chē)、純電動(dòng)車(chē)(乘用車(chē))的補充選擇，以及商用車(chē)領(lǐng)域的主流選擇之一，氫燃料電池車(chē)是完全具備充足潛力的；但指望氫燃料電池車(chē)像今天的純電動(dòng)車(chē)一般，躋身乘用車(chē)市場(chǎng)的主流之一，至少在可預見(jiàn)的未來(lái)、在短期乃至中期，這種可能性實(shí)在很小。

因此，氫燃料電池作為乘用車(chē)補充與后備角色、商用車(chē)新能源重點(diǎn)之一的地位，不應因為暫無(wú)可能成為乘用車(chē)主流而被貶低；氫燃料電池在乘用車(chē)領(lǐng)域不具備“下一個(gè)電動(dòng)車(chē)”的現實(shí)條件，也不應因為它仍有繼續研究?jì)r(jià)值、在商用車(chē)領(lǐng)域大有可為而被高估。

結論

可見(jiàn)，政策性扶持在氫能源發(fā)展的未來(lái)道路上是不可或缺。

我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈正處于導入期，政策扶持顯得尤為重要，政策扶持下產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“規?；?降本-開(kāi)拓市場(chǎng)”的量?jì)r(jià)循環(huán)。此外，持續的技術(shù)進(jìn)步也將反哺解決各環(huán)節核心技術(shù)的成本制約，進(jìn)一步提升商業(yè)化競爭力。